(57)【要約】【課題】  気圧式倍力装置において、急制動時にサーボ力を迅速に立ち上げて必要な制動力を確保する。【解決手段】  定圧室4A、5Aと変圧室4B、5Bとを画成するパワーピストン6、7にバルブボディ10を連結する。リアクションディスク12とプランジャ15との間に、弾性部材31を介装する。プランジャ15を移動させ、ポペットシール16を開いて、変圧室4B、5Bに大気が導入し、定圧室4A、5A(負圧)との間の差圧によって、出力ロッド13にサーボ力を付与し、その反力を一部をリアクションディスク12を介して入力ロッド17にフィードバックする。急制動時には、ピン39によってピストン32が後退し、弾性部材31がピストン32の外周溝42に押込まれて軸方向に圧縮されるので、反力を受けることなくプランジャ15の移動量を大きくすることができ、サーボ力を迅速に立ち上げることができる。【選択図】        図１
2005088843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内をパワーピストンによって定圧室と変圧室とに画成し、前記パワーピストンに連結したバルブボディ内に配置したプランジャを入力ロッドによって移動させることにより、弁手段を開いて前記変圧室に作動気体を導入して前記定圧室と変圧室との間に圧力差を発生させ、この圧力差によって前記パワーピストンに生じた推力をリアクション部材を介して出力ロッドに作用させるとともに、該出力ロッドから前記リアクション部材に作用する反力の一部を前記入力ロッドに伝達するようにした気圧式倍力装置において、
前記リアクション部材と前記プランジャとの間に、環状の弾性部材を介装し、通常は、前記弾性部材に対して、径方向内側への変形を制限することにより、前記プランジャ移動方向への圧縮を制限し、前記プランジャの前記バルブボディに対する移動量が所定値に達したとき、前記弾性部材の径方向内側への変形を許容することにより、前記弾性部材の前記プランジャ移動方向への圧縮を許容する制御手段を設けたことを特徴とする気圧式倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両のブレーキ装置に装着される気圧式倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車のブレーキ装置には、制動力を高めるために気圧式倍力装置が装着されている。気圧式倍力装置としては、ハウジング内をパワーピストンによって定圧室(エンジン吸気負圧によって常時負圧に維持されている)と変圧室とに画成し、パワーピストンに連結されたバルブボディ内に設けられたプランジャを入力ロッドによって移動させることにより、変圧室に大気(正圧)を導入して、定圧室と変圧室との間に圧力差を発生させ、この圧力差によってパワーピストンに生じた推力をリアクション部材を介して出力ロッドに作用させるとともに、出力ロッドからリアクション部材に作用する反力の一部を入力ロッドにフィードバックするようにしたものが知られている。
【０００３】
この種の気圧式倍力装置の入力(ブレーキペダルの操作力)と出力(制動力)との関係は、図8中に実線で示すように、制動初期段階において、プランジャとリアクション部材との隙間によるジャンプイン出力Aを生じ、その後、入力に対して出力が直線的に比例して全負荷点Bに達するというものとなる。
【０００４】
ところで、上記従来の気圧式倍力装置のようにブレーキペダル操作力と制動力とが直線的に比例する特性では、緊急時に大きな制動力を発生させる場合には、当然に大きな操作力が必要となる。そこで、緊急時に大きな制動力を必要とする場合に、ブレーキペダル操作力を軽減すべく、いわゆるブレーキアシスト機構を備えた気圧式倍力装置が望まれている。ブレーキアシスト機構を備えた気圧式倍力装置は、制動時の車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ装置と相まって、緊急時の制動力を大幅に向上させることが期待できる。
【０００５】
ブレーキアシスト機構を備えた気圧式倍力装置としては、例えば特許文献1に記載されているように、ばねを介在して伸縮するプランジャを用いることにより、ブレーキペダル踏力が一定値を超えるような緊急時には、ばねが圧縮されて、バルブボディに対してプランジャが大きく変位することにより、図8中のC部に示すように倍力比が急速に増大して大きな制動力を得ることができるタイプの気圧式倍力装置が知られている。
【特許文献１】特開２０００−２５６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、簡単な構造で、緊急時には出力を迅速に立ち上げて必要な制動力を確実に発生させることができる気圧式倍力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、ハウジング内をパワーピストンによって定圧室と変圧室とに画成し、前記パワーピストンに連結したバルブボディ内に配置したプランジャを入力ロッドによって移動させることにより、弁手段を開いて前記変圧室に作動気体を導入して前記定圧室と変圧室との間に圧力差を発生させ、この圧力差によって前記パワーピストンに生じた推力をリアクション部材を介して出力ロッドに作用させるとともに、該出力ロッドから前記リアクション部材に作用する反力の一部を前記入力ロッドに伝達するようにした気圧式倍力装置において、
前記リアクション部材と前記プランジャとの間に、環状の弾性部材を介装し、通常は、前記弾性部材に対して、径方向内側への変形を制限することにより、前記プランジャ移動方向への圧縮を制限し、前記プランジャの前記バルブボディに対する移動量が所定値に達したとき、前記弾性部材の径方向内側への変形を許容することにより、前記弾性部材の前記プランジャ移動方向への圧縮を許容する制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このように構成したことにより、入力ロッドへの入力速度が速い場合、バルブボディに対するプランジャの移動量が大きくなり、制御手段が弾性部材の径方向内側への変形を許容して、弾性体がプランジャの移動方向に圧縮されるので、リアクション部材からの反力を増大させることなくプランジャの移動量を大きくすることができ、弁手段の開度を大きくして出力ロッドへの出力を大きくすることができる。これにより、急制動時には、操作力を軽減しつつ迅速に制動力を立ち上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る気圧式倍力装置1は、タンデム型気圧式倍力装置であって、シェル2(ハウジング)の内部が隔壁3によって前室4と後室5との2室に区画されている。前室4及び後室5は、それぞれパワーピストン6、7によって定圧室4A、5Aと変圧室4B、5Bとに画成されている。定圧室4A、5A間及び変圧室4B、5B間は、それぞれ通路8、9によって連通されている。パワーピストン6、7には、略円筒状のバルブボディ10が連結されて、バルブボディ10は、シェル2の隔壁3及び後壁10に摺動可能かつ気密的に挿通されており、その後端部が後壁11から外部へ延出されている。バルブボディ10の前部には、リアクションディスク12(リアクション部材)を介して出力ロッド13が連結されており、出力ロッド13の先端部は、シェル2の前壁に取付けられるマスタシリンダ(図示せず)のピストンに連結される。
【００１０】
バルブボディ10内には、ブレーキアシスト機構14、プランジャ15、ポペットシール16(弁手段)及び入力ロッド17が設けられている。プランジャ15の一端部とリアクションディスク12との間にブレーキアシスト機構14が介装され、プランジャ15の他端部に入力ロッド17の一端部が連結されている。入力ロッド17の他端部は、バルブボディ10の後端部に装着された通気性のダストシール18に挿通されて外部へ延出されており、その先端部にブレーキペダル(図示せず)が連結される。ポペットシール16は、バルブボディ10のシート部19及びプランジャ15のシート部20に着座しており、プランジャ15の移動によって、定圧室4A、5Aに連通する通路21と変圧室4B、5Bに連通する通路22との間及び通路22と大気との間を開閉する。
【００１１】
バルブボディ10の通路22には、ストップキー23が挿入されており、ストップキー23がシェル2のストッパ24に係合して、バルブボディ10の後退位置及びプランジャ15とバルブボディ10との相対位置を規定している。なお、図1及び図2において、符号25はエンジンの吸気管等の負圧源に接続されて定圧室4Aに負圧を導入する負圧導入口、26は入力ロッド17の戻しばね、27はポペットシール16を付勢する弁ばね、28はバルブボディ10の戻しばねを示す。
【００１２】
次に、本実施形態の要部であるブレーキアシスト機構14について図2および図3を参照して説明する。
ブレーキアシスト機構14は、リアクションディスク12に当接する反力部材29とプランジャ15に当接するホルダ30と、これらの間に介装された環状の弾性部材31と、反力部材29、ホルダ30及び弾性部材31内に嵌装されたピストン32とを備えている。反力部材29は、リアクションディスク12に当接する小径の円柱部33と弾性部材31に当接する大径の円筒部34からなり、円筒部34の前端部側壁に直径方向に貫通するピン穴35が設けられている。円柱部33には、外周部に段部36Aを有する円筒状のレシオリング36が摺動可能に外嵌されている。レシオリング36は、段部36Aがバルブボディ10の前端部に取付けられた環状の受圧部材37の段部38に係合することによって、後退位置が規定されている。反力部材29のピン穴35には、ピン39が挿通され、円筒部34から突出されたピン39の両端部が受圧部材37の後端部に当接可能な位置に配置されている。ピン39は、ピン穴35よりも小径であり、ピン穴35内において、反力部材29の軸方向に沿って移動可能となっている。
【００１３】
ホルダ30は、反力部材29の円筒部34と同径の円筒部材40と、円筒部材40の外側に固定されたガイド部材41とからなり、ガイド部材41が反力部材29の円筒部34を挿通させて摺動可能に案内し、ガイド部材41の先端部に形成された内側フランジ部を円筒部34の後端部に形成された外側フランジ部に係合させて、反力部材29と連結されている。弾性部材31は、反力部材29の円筒部34及びホルダ30の円筒部材40と同径であり、これらの内周にピストン32(制御手段)が摺動可能に嵌装されている。ピストン32には、外周溝42が形成されている。ピストン32は、プランジャ15との間に設けられたばね43によってピン39に押付けられている。
【００１４】
そして、図2に示す非制動状態において、リアクションディスク12と反力部材29の円柱部33との間に所定のジャンプインクリアランスCが設けられ、ピン39と受圧部材37の後端部との間にも所定の隙間が設けられている。また、ピン39に押付けられたピストン32の外周溝42は、反力部材29の円筒部34に対向する位置に配置されている。
【００１５】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
図2に示す非制動状態においては、ポペットシール16がシート部19、20に着座して、変圧室4B、5Bが大気及び定圧室4A、5A(負圧)から遮断されて、定圧室4A、5Aと変圧室4B、5Bと圧力が釣合っており、パワーピストン6、7に推力が発生しない。
【００１６】
ブレーキペダルの踏込み速度が低い通常のブレーキ操作においては、図4に示すように、入力ロッド17によってプランジャ15を前進させると、シート部20がポペットシール16から離間して、変圧室4B、5Bに大気が導入されて、定圧室4A、5A(負圧)との間に圧力差が生じる。この圧力差によってパワーピストン6、7に推力(サーボ力)が発生して、バルブボディ10が前進してリアクションディスク12を介して出力ロッド13を押圧する。バルブボディ10の前進によってポペットシール16がシート部20に着座すると、大気の導入が停止して、定圧室4A、5Aと変圧室4B、5Bとの圧力差が維持される。このとき、出力ロッド13からリアクションディスク12に作用する反力の一部がブレーキアシスト機構14を介してプランジャ15及び入力ロッド17にフィードバックされる。これにより、ブレーキペダル踏力に応じたサーボ力を発生させることができる。
【００１７】
ブレーキアシスト機構14では、リアクションディスク12からの反力によって弾性部材31に軸方向の圧縮力が作用する。弾性部材31は、円筒部34、円筒部材40、ガイド部材41によって囲まれた密閉空間内にあり、径方向内側及び外側への変形が制限されているため、軸方向(プランジャ15の移動方向)への圧縮は、その体積弾性に依存し、弾性係数が充分大きくなるので、殆ど圧縮されない。したがって、リアクションディスク12からの反力は、弾性部材31を介して、そのままプランジャ15側に伝達されることになる。
【００１８】
制動初期段階においては、ジャンプインクリアランスCによって、プランジャ15は、リアクションディスク12からの反力を受けることなく前進することができるので、制動力を迅速に立ち上げることができる(ジャンプイン作用)。その後、リアクションディスク12からの反力を反力部材29の円柱部33及びレシオリング36を介してプランジャ15及び入力ロッド14にフィードバックして、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を発生させる。したがって、入力ロッド17への入力(ブレーキ操作力)と出力ロッド13の出力(制動力)との関係は、図7中に実線Pで示すように、制動初期段階において、ジャンプイン出力を生じ、その後、入力に比例して出力が増大し、全負荷点に達するものとなる。
【００１９】
入力ロッド17への入力を解除すると、戻しばね26によって、入力ロッド17及びプランジャ15が後退して、プランジャ15のシート部20がポペットシール16を押圧してシート部19から離間させる。これにより、定圧室4A、5Aと変圧室4B、5Bとが連通されて、これらの間の圧力差が解消され、パワーピストン6、7の推力が消失して、戻しばねに28によってバルブボディ10が後退して制動が解除される。
【００２０】
急制動時、すなわち、ブレーキペダルの踏込み速度が高い場合、図5に示すように、プランジャ15の移動に対して、パワーピストン6、7の推力によるバルブボディ10の追従動作に遅れが生じ、ピン39が受圧部材37の後端部に当接する。これにより、ピストン32がピン39に押圧されて後退し、外周溝42が弾性部材31に接する位置へ移動する。この状態では、図6に示すように、軸方向に圧縮された弾性部材31は、径方向内側への変形が許容されて、ピストン32の外周溝42内に押込まれるので、軸方向の圧縮に対する弾性係数が充分小さくなり、ブレーキアシスト機構14は、プランジャ15への入力及びリアクションディスク12からの反力によって軸方向に圧縮されることになる。これにより、リアクションディスク12からの反力を増大させることなく、プランジャ15を前進させて、シート部20をポペットシール16から離間させることができ、大気を変圧室4B、5Bに導入して大きなサーボ力を発生させることができる。そして、レシオリング36の段部36Aが受圧部材37の段部38に当接した後は、リアクションディスク12からの反力に対する受圧面積が減少して倍力比が増大する。このようにして、緊急時にブレーキアシスト機構14が作動して、弾性部材31の軸方向の圧縮を許容するすることにより、図7中に破線Qで示すように、操作力を軽減しつつ、迅速に制動力を立ち上げることができる。なお、通常制動の途中から急制動に移行した場合(制動途中からブレーキペダルの踏込み速度が速くなった場合)、その時点から上記急制動時の作動に移行して、図7中に矢印Rで示すように、制動の途中から操作力を軽減しつつ、迅速に制動力を立ち上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る気圧式倍力装置の縦断面図である。
【図２】図1の装置の要部を拡大して示す図である。
【図３】図1の装置の要部を拡大して示す横断面図である。
【図４】図1の装置において、通常の制動状態を示す図である。
【図５】図1の装置において、急制動時にピンが受圧部材の後端部に当接した状態を示す図である。
【図６】図1の装置において、急制動時に弾性部材が圧縮された後、制動力が維持されている状態を示す図である。
【図７】図1に示す装置の入力と出力との関係を示すグラフ図である。
【図８】従来のブレーキアシスト機構を備えた気圧式倍力装置の入力と出力との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２２】
1  気圧式倍力装置、2  シェル(ハウジング)、4A、5A  定圧室、4B、5B  変圧室、6、7  パワーピストン、10  バルブボディ、13  出力ロッド、15  プランジャ、16  ポペットシール(弁手段)、17  入力ロッド、31  弾性部材、32  ピストン(制御手段)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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